高速磁浮列车-轨道梁耦合系统轨道不平顺敏感波长研究

轨道不平顺是诱发车-桥系统耦合振动的主要激励源之一，探明系统耦合振动不平顺敏感波长，对线路管理具有重要参考价值。首先，建立了高速磁浮列车-轨道梁耦合系统空间模型，其中磁浮列车被模拟为具有537个自由度的多体动力学模型，轨道梁被模拟为空间有限元模型，两者之间通过基于比例-微分(proportional-differentiation, PD)控制理论的磁轨关系耦合。其次，以上海高速磁浮为研究背景，选用5车编组列车驶过20跨简支梁桥为计算条件，通过与实测结果对比，验证了模型的正确性。最后，考虑轨道谐波不平顺激励，探讨了不同方向的轨道不平顺组合、不同轨道不平顺幅值和不同车速对列车和桥梁动力响应敏感波长及列车运行平稳性的影响。结果表明：磁浮列车-桥系统横向振动和竖向振动耦合性很弱；在设计车速430 km/h下，车体竖向、侧滚和点头加速度敏感波长分别为140～180 m、60～100 m和120～160 m,车体横向和摇头加速度敏感波长大于200 m;当波长为80、105、115、140和160 m时，会分别引发车体侧滚、摇头、横向、点头和竖向方向的共振；车体和主梁的响应幅值与轨道不平顺幅值基本...